POLYCOPI É DE M IC ROBIOLOGIE ENVIRONNEMENTA LE F D

Faculté des Sciences de la Nature ET de la Vie
Département de Microbiologie
P O L Y C O P I É D E M I C R O B I O L O G I E
E N V I R O N N E M E N T A L E
Destiné aux étudiants de la 3ème Année Licence
Microbiologie Et Microbiologie Appliquée
Réalisé par Dr. S. MEZAACHE-AICHOUR avec la Collaboration de Mme F. ARIF.

Sommaire
Chapitre 1er Les microorganismes acteurs de l’environnement
1
Introduction
1
Interactions interspécifiques
2
La communauté microbienne
4
Diversité des microorganismes
5
Caractéristiques de l’environnement aquatique (marin et dulçaquicole)
6
Auto épuration naturelle
9
Traitement biologique de l’eau
11
Traitement de l'eau potable
14
Analyse qualitative de l’eau
Chapitre 2éme Les milieux terrestres
15
19
Le sol : comme habitat des micro-organismes
21
Associations des micro-organismes du sol avec les végétaux
24
Micro-organismes de la phyllosphère
25

Micro-organismes de la rhizosphère et du rhizoplan
25
Mycorhizes
26
Micro-organismes formant des nodules racinaires
28
Symbiose nuisible Agrobacterium et la galle du collet
31
Rôle des microorganismes dans les cycles de C, N et S
33
Le cycle du carbone
33
Le cycle de l'azote
35
Le cycle du soufre
38
La microflore digestive de l’homme
42
Contamination et hygiène des locaux
47
Bibliographie
50

Microbiologie de l’environnement
1
Chapitre 1er Les microorganismes acteurs de l’environnement
1. Introduction
Les micro-organismes existent sur la terre depuis des milliards d’années. Les micro-organismes
constituent un ensemble important et diversifié d’organismes microscopiques existant en tant que
cellule seule ou en groupe. Les microorganismes fonctionnent en tant que populations ou
assemblages d’organismes similaires (Prescott et al., 2002). Des populations proches du point de vue
métabolique sont appelées des guildes, et les guildes interagissent au sein des communautés
microbiennes, ou mélanges de populations microbiennes différentes (Mardigan et Martinko. 2007).
Ces micro-organismes ont évolué tout en interagissant avec le monde inorganique et avec les
organismes supérieurs, et ils jouent des rôles bénéfiques et vitaux. Ces interactions des micro-
organismes avec leur environnement contribuent au fonctionnement des écosystèmes. Mais pour
comprendre ces interactions, il faudrait que tous les micro-organismes observés sous microscope
soient cultivables (Prescott et al., 2002). Actuellement, on considère que les bactéries cultivables à
partir d’un échantillon environnemental ne représentent qu’un pour cent de la diversité totale
(Mardigan et Martinko, 2007).
2-Définitions
Ecologie et Ecosystème Il y a plusieurs définitions de l'écologie; cependant, un grand nombre
d'auteurs la définissent comme étant une science qui étudie les écosystèmes, ce qui nécessite une
autre définition, celle de l'écosystème. L'écosystème est un système dynamique constitué par un
grand nombre d'individus vivant dans un même milieu et qui se maintient et se régularise grâce à de
très nombreuses relations entre ses composants. L'étang est un bon exemple d'écosystème. Selon
F. R. Hayes, "un étang n'est pas une masse d'eau qui contient des éléments nutritifs, mais un
système équilibré d'eau et de substances abiotiques, de producteurs, de consommateurs et de
réducteurs (micro-organismes décomposant)" (Drapeau et Jankovic, 1977).
L’environnement physique Lorsqu’ils interagissent entre eux et avec d’autres organismes dans les
cycles biogéochimiques, les microorganismes sont aussi influencés par leur environnement : sol, eau
(douce ou profondeurs marines) ou un hôte végétal ou animal (Prescott et al., 1995).
La niche par rapport à l'habitat La zone dans laquelle un organisme vit et exerce ses activités
normales s'appelle l'habitat. L'expression de niche écologique désigne les activités spécifiques
d'un organisme qui concernent son rôle ou sa fonction dans une communauté. En d'autres
termes, la niche écologique occupée par un organisme englobe non seulement l'endroit où il se
trouve, mais de même la fonction qu'il est en train d'exercer(Drapeau et Jankovic, 1977). Pour un
microorganisme les flux et les gradients des oxydants, réducteurs et aliments créent une niche
particulière, qui comprend le microorganisme, son habitat physique, le temps d’utilisation de la
nourriture et les aliments disponibles pour sa croissance et son fonctionnement (Prescott et al.,
1995).

Microbiologie de l’environnement
2
Biofilms Lorsqu’ils ne disposent pas d’environnement physique structuré, les microorganismes
tendent à créer leurs propres microenvironnements ou niches, en élaborant des biofilms. Il s’agit de
systèmes microbiens organisés, fait de couches de cellules associées à des surfaces.
Ecologie microbienne Brock a défini l’écologie microbienne comme étant « l’étude du
comportement et des activités des micro-organismes dans leurs environnements naturels » ; et a fait
remarqué que les micro-organismes sont petits et leurs environnements sont aussi petits (micro-
environnements).
Microbiologie Environnementale En comparaison la Microbiologie Environnementale, se rapporte
aux processus microbiens globaux qui se déroulent dans le sol, l’eau ou les aliments, sans se
préoccuper de ces microenvironnements ni des organismes qui y vivent (Prescott et al., 1995).
3- Interactions interspécifiques
Les micro-organismes peuvent être associés à d’autres organismes de multiples façons :
1- S’installe à la surface d’un autre : ectosymbiote.
2- Lorsqu’ils sont dissemblables mais de taille similaire on parle de consortium
3- S’installe à l’intérieur d’un autre : endosymbiote.
4- Il ya aussi de nombreux cas où les micro-organismes vivent à la fois à l’intérieur et à
l’extérieur d’un autre organisme : ecto/endosymbiote (Prescott et al., 1995).
Chaque organisme est adapté à un habitat particulier. Il n'est pas étonnant que plusieurs espèces
puissent vivre dans un même habitat ou dans une niche spécifique. Les interactions qui se
produisent entre représentants de deux espèces différentes peuvent être neutres, négatives ou
positives (fig.1).
a) Le neutralisme correspond a une situation où deux espèces occupent le même habitat,
mais pas la même niche.